FR2918136A1 - Monoblock annular cage for roller bearing, has bridge provided with notch emerging into bore and slit, and another bridge provided with stud whose shape is complementary to notch, where stud is inserted into notch - Google Patents
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Abstract
Description
CAGE FENDUE À ROULEAUX OU AIGUILLES DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION LaROLLER OR NEEDLE-CAGE CAGE TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
présente invention a trait à une cage de roulement à rouleaux ou aiguilles, du type comportant au moins une fente permettant une ouverture de la cage dans un plan axial pour faciliter son montage, par exemple sur un arbre ou une bague intérieure de roulement. ÉTAT DE LA TECHNIQUE The present invention relates to a roller bearing cage or needle, of the type comprising at least one slot for opening the cage in an axial plane to facilitate its mounting, for example on a shaft or an inner race. STATE OF THE ART
Dans le document FR 2 494 359 est décrite une cage en matière plastique de ce type, pourvue de part et d'autre de la fente de formes complémentaires constituées par au moins un crochet élastique et un logement correspondant, pour permettre un montage simple. Toutefois, l'interface d'accrochage a des dimensions telles que la répartition des alvéoles de :Logement des corps roulants à la périphérie de la cage n'est pas régulière, la distance entre les deux alvéoles adjacentes de part et d'autre de la fente étant sensiblement plus importante que la distance entre les autres alvéoles. Les corps roulants reçus dans les alvéoles adjacentes à la fente sont plus sollicités que les autres corps roulants, provoquant une usure prématurée du roulement. In FR 2 494 359 is described a plastic cage of this type, provided on either side of the slot of complementary shapes constituted by at least one resilient hook and a corresponding housing, to allow a simple assembly. However, the attachment interface has dimensions such that the distribution of the cells of: Housing of the rolling bodies at the periphery of the cage is not regular, the distance between the two adjacent cells on either side of the slot being substantially larger than the distance between the other cells. The rolling bodies received in the cells adjacent to the slot are more stressed than the other rolling bodies, causing premature wear of the bearing.
Dans le document EP 489 235 est décrite une cage fendue en matière plastique, constituée par deux anneaux reliés par des barrettes faisant ponts de matière, et délimitant des alvéoles. La fente est constituée entre deux barrettes de formes spécifiques, l'une pourvue d'une clé saillante et l'autre pourvue d'un logement pour cette clé. Le logement est de dimensions telles que la barrette dans laquelle il est formé ne constitue pas un pont de matière continu d'un anneau à l'autre. La structure de la cage s'en trouve affaiblie, de sorte que l'alvéole contiguë à la barrette non continue assure mal sa fonction de guidage du corps roulant qu'elle reçoit. De plus, les dimensions des deux barrettes de part et d'autre de la fente sont telles que la répartition des alvéoles n'est pas régulière sur le pourtour de la cage, de sorte que les corps roulants situés dans les alvéoles adjacentes à la fente sont plus sollicités. In EP 489 235 is described a split cage made of plastic, consisting of two rings connected by strips bridges of material, and delimiting cells. The slot is formed between two bars of specific shapes, one provided with a protruding key and the other provided with a housing for this key. The housing is of such dimensions that the bar in which it is formed does not constitute a bridge of continuous material from one ring to another. The structure of the cage is weakened, so that the cell contiguous to the non-continuous bar badly ensures its function of guiding the rolling body that it receives. In addition, the dimensions of the two bars on either side of the slot are such that the distribution of the cells is not regular around the perimeter of the cage, so that the rolling bodies located in the cells adjacent to the slot are more solicited.
Dans le document FR 2 648 879 est décrite une cage fendue de palier à rouleaux, divisée suivant un plan axial et qui présente à son joint des perçages longitudinaux dans lesquels viennent s'insérer des broches pour fermer la cage. Ce système s'avère particulièrement complexe notamment par le grand nombre de pièces nécessaires. In the document FR 2 648 879 is described a split roller bearing cage, divided along an axial plane and which has at its joint longitudinal holes in which are inserted pins to close the cage. This system proves particularly complex in particular by the large number of parts required.
OBJET DE L'INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION
La présente invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et à proposer une cage fendue qui offre une rigidité suffisante, et une grande capacité, tout en restant simple d'assemblage. The present invention therefore aims to overcome the disadvantages of the state of the art and to provide a split cage which provides sufficient rigidity, and a large capacity, while remaining simple assembly.
Pour ce faire, il est proposé, selon l'invention, une cage de roulement constituée par une pièce moulée unique en matière synthétique, comportant deux anneaux définissant un axe géométrique commun de référence et des barrettes s'étendant axialement d'un des deux anneaux à l'autre et constituant des ponts de matière continus entre les deux anneaux, les barrettes délimitant entre elles des alvéoles pour loger des rouleaux cylindriques ou des aiguilles, les deux anneaux et l'une des barrettes étant fendus pour permettre l'ouverture de la cage de part et d'autre d'un plan axial, la barrette fendue comportant deux ponts de matière s'étendant chacun de manière continue d'un anneau à l'autre, l'un des deux ponts de la barrette fendue étant pourvu d'une encoche débouchant d'une part dans une des alvéoles et d'autre part dans la fente, et l'autre pont de la barrette fendue étant pourvu d'un tenon saillant de forme complémentaire à l'encoche, inséré dans l'encoche. To do this, it is proposed, according to the invention, a rolling cage constituted by a single molded piece of synthetic material, comprising two rings defining a common reference geometric axis and axially extending bars of one of the two rings. to the other and constituting continuous material bridges between the two rings, the bars delimiting between them cells to accommodate cylindrical rollers or needles, the two rings and one of the bars being slotted to allow the opening of the cage on either side of an axial plane, the slotted bar having two bridges of material each extending continuously from one ring to the other, one of the two decks of the slotted bar being provided with a notch opening on the one hand in one of the cells and on the other hand in the slot, and the other bridge of the slotted bar being provided with a protruding tongue of complementary shape to the notch, inserted into the notch .
Grâce à la forme de l'encoche, il est possible d'allonger le tenon qui débouche directement dans l'alvéole adjacente de l'autre côté de la fente donc d'éviter les déformations de la cage au niveau de la fente. La cage garde une bonne tenue mécanique car les ponts de matières constituant la barrette fendue sont continus d'un anneau à l'autre. On peut alors jouer sur les autres dimensions des ponts de matières de la barrette fendue pour diminuer la distance entre les deux alvéoles séparées par la barrette fendue, ce qui permet de disposer plus d'alvéoles, ou des alvéoles de dimensions plus importantes à la périphérie de la cage, de manière à augmenter sa capacité pour un diamètre donné. Thanks to the shape of the notch, it is possible to lengthen the tenon which opens directly into the adjacent cell on the other side of the slot thus to avoid deformation of the cage at the slot. The cage keeps good mechanical strength because the material bridges constituting the split bar are continuous from one ring to another. We can then play on the other dimensions of the material bridges of the slotted bar to reduce the distance between the two cells separated by the slotted bar, which allows to have more cells, or cells of larger dimensions at the periphery. of the cage, so as to increase its capacity for a given diameter.
Selon un mode de réalisation, le pont de matière comportant l'encoche a une épaisseur mesurée en direction radiale plus faible au niveau de l'encoche qu'à proximité des anneaux. According to one embodiment, the material bridge comprising the notch has a thickness measured in the radial direction lower at the notch than near the rings.
Pour optimiser les dimensions de la barrette fendue, on a intérêt à ce que l'encoche débouche d'une part 25 dans la fente et d'autre part dans l'une des alvéoles. To optimize the dimensions of the split bar, it is advantageous that the notch opens on the one hand 25 in the slot and on the other hand in one of the cells.
On peut prévoir quatre gouttes de suif situées de part et d'autre de la fente, dans le prolongement axial des ponts de matière de la barrette fendue et faisant saillie 30 radialement vers l'extérieur. Ces gouttes de suif coopèrent localement avec la bague extérieure dans laquelle la cage est insérée, pour limiter l'ouverture de la fente dans le sens radial. De manière similaire, on peut prévoir quatre gouttes de suif situées de part et d'autre de la fente, 35 dans le prolongement axial des ponts de matière de la barrette fendue et faisant saillie radialement vers l'intérieur, pour coopérer avec une bague intérieure de roulement ou avec un arbre. Four drops of tallow located on either side of the slot may be provided in the axial extension of the material bridges of the slotted bar projecting radially outwards. These drops of tallow locally cooperate with the outer ring in which the cage is inserted, to limit the opening of the slot in the radial direction. Similarly, four drops of tallow located on either side of the slot, in the axial extension of the material bridges of the slotted bar and projecting radially inwards, to cooperate with an inner ring may be provided. rolling or with a tree.
Selon un mode de réalisation, les ponts de matière 5 de la barrette fendue sont jointifs de part et d'autre de la fente. According to one embodiment, the material bridges 5 of the slotted bar are contiguous on either side of the slot.
Pour guider le tenon dans le sens axial, l'encoche peut comporter des parois se faisant face de part et 10 d'autre d'un plan perpendiculaire à l'axe géométrique et coopérant chacune avec une paroi latérale correspondante de la clé. On peut également prévoir que les parois de l'encoche ou les parois correspondantes de la clé soient pourvue de gouttes de suif faisant saillie axialement. 15 On a avantage à ce que la cage soit symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe géométrique de référence, ce qui facilite grandement le montage. To guide the tenon in the axial direction, the notch may comprise walls facing one another on a plane perpendicular to the geometric axis and each cooperating with a corresponding side wall of the key. It is also possible that the walls of the notch or the corresponding walls of the key are provided with drops of tallow projecting axially. It is advantageous for the cage to be symmetrical with respect to a plane perpendicular to the geometric reference axis, which greatly facilitates assembly.
20 Selon un mode de réalisation préféré, la cage est constituée par une pièce moulée unique en matière plastique. According to a preferred embodiment, the cage is constituted by a single molded piece of plastics material.
L'invention porte également, selon un deuxième 25 aspect, sur un ensemble pour palier à roulement comportant une cage telle que décrite précédemment, et des corps roulants cylindriques constitués par des rouleaux ou des aiguilles logés dans les alvéoles de la cage. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la somme des 30 diamètres des corps roulants cylindriques est supérieure ou égale à la moitié du périmètre d'un cylindre passant par les axes de rotation des corps roulants cylindriques. L'invention porte également sur un roulement comportant un ensemble comme décrit ci-dessus, disposé entre une bague 35 intérieure et une bague extérieure. The invention also relates, in a second aspect, to an assembly for rolling bearing comprising a cage as described above, and cylindrical rolling bodies consisting of rollers or needles housed in the cells of the cage. According to a particularly advantageous embodiment, the sum of the diameters of the cylindrical rolling bodies is greater than or equal to half the perimeter of a cylinder passing through the axes of rotation of the cylindrical rolling bodies. The invention also relates to a bearing comprising an assembly as described above, disposed between an inner ring and an outer ring.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, dans lesquelles - la figure 1 représente une vue en perspective d'une cage de roulement selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 représente une vue en perspective d'un détail d'une coupe de la cage de la figure 1; - la figure 3 représente une vue d'un détail de la cage de la figure 1, dans une coupe suivant un plan de symétrie de la cage, perpendiculaire à l'axe de la cage; - la figure 4 représente une vue en perspective d'une cage de roulement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; - la figure 5 représente une coupe de la cage de la figure 4, suivant un plan de symétrie de la cage parallèle à son axe de rotation Z; la figure 6 représente un détail d'une coupe suivant le plan A-A de la figure 5; la figure 7 représente un détail d'une coupe suivant le plan B-B de la figure 5. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other features and advantages of the invention will emerge on reading the description which follows, with reference to the appended figures, in which - FIG. 1 represents a perspective view of a rolling cage according to a first embodiment of the invention; - Figure 2 shows a perspective view of a detail of a section of the cage of Figure 1; - Figure 3 shows a view of a detail of the cage of Figure 1, in a section along a plane of symmetry of the cage, perpendicular to the axis of the cage; FIG. 4 represents a perspective view of a rolling cage according to a second embodiment of the invention; - Figure 5 shows a section of the cage of Figure 4, in a plane of symmetry of the cage parallel to its axis of rotation Z; Figure 6 shows a detail of a section along the plane A-A of Figure 5; FIG. 7 represents a detail of a section along the plane B-B of FIG. 5.
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou 25 similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. For the sake of clarity, identical or similar elements are marked by identical reference signs throughout the figures.
EXEMPLE DE RÉALISATIONEXAMPLE OF REALIZATION
30 Sur les figures 1 à 3 est représentée une cage annulaire 10 monobloc de roulement à aiguilles ou à rouleaux cylindriques (que l'on désignera dans la suite par les l'expression générique corps roulants cylindriques , ou plus simplement par corps roulants ) en matériau 35 synthétique. La cage comporte deux anneaux 12 reliés l'un à l'autre par des barrettes 14, 16 s'étendant axialement, délimitant des alvéoles 18, 18A, 18B. Les alvéoles 18, 18A, 18B sont toutes de dimensions identiques, les parois des barrettes épousant une enveloppe géométrique cylindrique permettant de recevoir et de guider des corps roulants cylindriques. La cage présente un plan de symétrie perpendiculaire à l'axe de rotation de la cage. In Figures 1 to 3 is shown an annular cage 10 in one-piece rolling needle or cylindrical roller (hereinafter referred to as the generic expression cylindrical rolling bodies, or more simply by rolling bodies) of material Synthetic. The cage comprises two rings 12 connected to each other by axially extending webs 14, 16 delimiting cells 18, 18A, 18B. The cells 18, 18A, 18B are all of identical dimensions, the walls of the bars conforming to a cylindrical geometric envelope for receiving and guiding cylindrical rolling bodies. The cage has a plane of symmetry perpendicular to the axis of rotation of the cage.
Les deux anneaux 12 et l'une des barrettes 16 sont fendus de manière à former une fente 20 commune permettant l'ouverture de la cage de part et d'autre d'un plan axial P, afin de monter la cage sur une bague intérieure ou un arbre. La barrette fendue 16 est composée de deux ponts de matière 16A, 16B s'étendant chacun de manière continue d'un anneau 12 à l'autre. Le pont 16A de la barrette fendue 16 est pourvu d'une encoche 22 débouchant d'une part dans l'alvéole adjacente 18A et d'autre part dans la fente 20. L'autre pont 16B de la barrette fendue est pourvu d'un tenon 24 saillant de forme complémentaire à l'encoche, inséré dans l'encoche 22. Une face frontale 26 du tenon donne ainsi directement dans l'alvéole 18A. Le tenon repose par une paroi d'appui 28 perpendiculaire à un axe radial de la cage et tournée radialement vers l'intérieur sur une paroi d'appui correspondante 30 de l'encoche 22. L'encoche 22 comporte en outre des faces latérales 32 qui limitent le mouvement du tenon 24 parallèlement à l'axe de la cage 10. The two rings 12 and one of the bars 16 are slit so as to form a common slot 20 for opening the cage on either side of an axial plane P, in order to mount the cage on an inner ring or a tree. The slotted bar 16 is composed of two material bridges 16A, 16B each extending continuously from one ring 12 to the other. The bridge 16A of the slotted bar 16 is provided with a notch 22 opening on the one hand into the adjacent cell 18A and on the other hand into the slot 20. The other bridge 16B of the slotted bar is provided with a stud 24 complementary complementary shape to the notch, inserted into the notch 22. A front face 26 of the tenon thus directly into the cell 18A. The tenon rests with a bearing wall 28 perpendicular to a radial axis of the cage and rotated radially inwards on a corresponding bearing wall 30 of the notch 22. The notch 22 further comprises side faces 32 which limit the movement of the stud 24 parallel to the axis of the cage 10.
Ces faces latérales 32 peuvent être pourvues de protubérances 33 en forme de calottes sphériques faisant saillie axialement. En outre, les deux ponts de matière 16A, 16B de la barrette fendue 16 comportent des parois planes 34 s'étendant dans le plan axial de la fente et se faisant face de part et d'autre de la fente. These lateral faces 32 may be provided with protuberances 33 in the form of spherical caps projecting axially. In addition, the two material bridges 16A, 16B of the slotted bar 16 comprise flat walls 34 extending in the axial plane of the slot and facing each other on either side of the slot.
Les anneaux 12 sont pourvus, de part et d'autre de la fente 20, sur leur face radiale extérieure et leur face radiale intérieure, de protubérances radiales 36A, 36B, 37A, 37B en forme de calottes sphériques disposées dans le prolongement axial des ponts de matière 16A, 16B de la barrette fendue 16. The rings 12 are provided, on either side of the slot 20, on their radial outer face and their inner radial face, radial protuberances 36A, 36B, 37A, 37B in the form of spherical caps arranged in the axial extension of the bridges. of material 16A, 16B of the split bar 16.
Lorsque la cage 10 est disposée entre des chemins de roulement intérieur et extérieur d'un palier à roulement, les protubérances radiales 36A, 36B, 37A, 37B peuvent venir en contact avec les chemins de roulement, guidant ainsi les rebords de la fente et limitant son ouverture. Le tenon 24 est guidé dans l'encoche 22 en direction radiale et axiale. Enfin, les parois planes 34 des ponts 16A, 16B de la barrette fendue 16 viennent en contact jointif les unes avec les autres limitant ainsi le mouvement dans le sens de la circonférence de la cage. When the cage 10 is disposed between inner and outer races of a rolling bearing, the radial protuberances 36A, 36B, 37A, 37B can come into contact with the raceways, thus guiding the edges of the slot and limiting its opening. The post 24 is guided in the notch 22 in the radial and axial direction. Finally, the flat walls 34 of the bridges 16A, 16B of the slotted bar 16 come into contact with each other thus limiting the movement in the direction of the circumference of the cage.
Du fait de la structure de l'interface entre les deux ponts 16A, 16B de matière de la barrette fendue, la distance entre les deux alvéoles 18A, 18B séparées par la barrette fendue 16 est faible, inférieure à 1,5 fois la distance entre deux alvéoles 18 adjacentes séparées par une barrette non fendue 14, alors que le ratio correspondant pour une cage fendue conventionnelle est de l'ordre de 2. Due to the structure of the interface between the two bridges 16A, 16B of material of the slotted bar, the distance between the two cells 18A, 18B separated by the slotted bar 16 is small, less than 1.5 times the distance between two adjacent cells 18 separated by an unslotted bar 14, while the corresponding ratio for a conventional split cage is of the order of 2.
La diminution de l'encombrement par rapport à une cage fendue conventionnelle est significative et permet de disposer le cas échéant une alvéole supplémentaire, ou des alvéoles de diamètre plus important. The reduction in size compared to a conventional split cage is significant and allows to dispose if necessary an additional cell, or cells of larger diameter.
Un deuxième mode de réalisation de l'invention est représenté sur les figures 4 à 7. Comme la cage du premier mode de réalisation, la cage du deuxième mode est formée par deux anneaux 12 reliés l'un à l'autre par des barrettes 14, 16 s'étendant axialement, délimitant des alvéoles 18, 18A, 18B. Les alvéoles 18, 18A, 18B sont toutes de dimensions identiques, les parois des barrettes 14, 16 épousant une enveloppe géométrique cylindrique permettant de recevoir et de guider des corps roulants cylindriques. La cage présente un plan de symétrie A-A perpendiculaire à l'axe de rotation Z de la cage. A second embodiment of the invention is shown in Figures 4 to 7. Like the cage of the first embodiment, the cage of the second mode is formed by two rings 12 connected to one another by bars 14 , 16 extending axially, delimiting cells 18, 18A, 18B. The cells 18, 18A, 18B are all of identical dimensions, the walls of the bars 14, 16 conforming to a cylindrical geometrical envelope for receiving and guiding cylindrical rolling bodies. The cage has a plane of symmetry A-A perpendicular to the axis of rotation Z of the cage.
Les deux anneaux 12 et l'une des barrettes 16 sont fendus de manière à former une fente 20 commune permettant l'ouverture de la cage de part et d'autre d'un plan axial, afin de monter la cage sur une bague intérieure ou un arbre. La barrette fendue 16 comporte deux ponts de matière 16A, 16B s'étendant d'un anneau à l'autre. Le pont de matière 16A comporte une encoche médiane 22 ouverte d'un côté sur l'alvéole adjacente 18A et de l'autre sur la fente 20. L'autre pont de matière 16B est pourvu d'un tenon 24 qui vient se loger dans l'encoche médiane 22 et débouche dans l'alvéole 18A. Comme dans le premier mode de réalisation, le tenon 24 repose par une paroi d'appui 28 perpendiculaire à un axe radial de la cage et tournée radialement vers l'intérieur sur une paroi d'appui correspondante 30 de l'autre pont de matière de la barrette fendue. L'encoche 22 comporte par ailleurs des faces latérales qui limitent le mouvement du tenon parallèlement à l'axe de la cage. The two rings 12 and one of the bars 16 are slit so as to form a common slot 20 allowing the cage to be opened on either side of an axial plane, in order to mount the cage on an inner ring or a tree. The split bar 16 has two material bridges 16A, 16B extending from one ring to the other. The material bridge 16A has a median notch 22 open on one side on the adjacent cell 18A and on the other on the slot 20. The other material bridge 16B is provided with a stud 24 which is housed in the middle notch 22 and opens into the cell 18A. As in the first embodiment, the pin 24 rests with a bearing wall 28 perpendicular to a radial axis of the cage and rotated radially inwards on a corresponding bearing wall 30 of the other bridge of material of the split bar. The notch 22 also has side faces which limit the movement of the post parallel to the axis of the cage.
En outre, le pont de matière comporte deux languettes latérales 38 venant se loger dans des encoches latérales 40 du pont de matière. Les languettes latérales 38 sont pourvues chacune d'une paroi d'appui 42 perpendiculaire à un axe radial de la cage et tournée radialement vers l'intérieur en appui sur une paroi d'appui 44 de l'encoche latérale 40 correspondante. In addition, the material bridge has two lateral tabs 38 which are housed in lateral notches 40 of the material bridge. The lateral tabs 38 are each provided with a bearing wall 42 perpendicular to a radial axis of the cage and rotated radially inwardly against a support wall 44 of the corresponding lateral notch 40.
Le tenon 24 et l'encoche médiane 22 ont la même fonction que dans le premier mode de réalisation. Les languettes 38 et les encoches latérales 40 procurent un guidage supplémentaire limitant les risques de voilage ou de vrillage de la cage. The post 24 and the central notch 22 have the same function as in the first embodiment. The tabs 38 and the lateral notches 40 provide additional guidance limiting the risk of curling or twisting of the cage.
On a représenté en outre sur la figure quelques 35 corps roulants cylindriques 50. In addition, a few cylindrical rolling bodies 50 are shown in the figure.
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